Полезные материалы за все 6 курсов / Учебники, методички, pdf / Физиология_человека_Солодков_А_С_,_Сологуб_Е_Б_2018
.pdfтывающие гормон инсулин, и в меньшем числе альфа клетки, выделяющие гормон глюкагон.
Глюкагон вызывает расщепление гликогена в печени и выход
вкровь глюкозы, а также стимулирует расщепление жиров
впечени и жировой ткани.
Инсулин – это полипептид, обладающий широким действием на различные процессы в организме – регулирует все виды обме на веществ и энергообмен. Действуя путем повышения проница емости клеточных мембран мышечных и жировых клеток, он способствует переходу глюкозы внутрь мышечных волокон, уве личивая мышечные запасы синтезируемого в них гликогена, а в клетках жировой ткани способствует превращению глюкозы
вжир. Проницаемость клеточных мембран под влиянием инсу лина повышается также и для аминокислот, в результате чего сти мулируется синтез информационной РНК и внутриклеточный синтез белка. В печени инсулин вызывает синтез гликогена, ами нокислот и белков в печеночных клетках. Все указанные процес сы обусловливают анаболический эффект инсулина.
Продукция гормонов поджелудочной железы регулируется со держанием глюкозы в крови, собственными особыми клетками
востровках Лангерганса, ионами Са2+ и влияниями вегетативной нервной системы. В случае снижения концентрации глюкозы
вкрови (гипогликемии) до 2,5 мМоль/л или 40–50 мг% в первую очередь резко нарушается деятельность мозга, лишенного источ ников энергии, наступают судороги, потеря сознания и даже смерть. Гипогликемия может возникать при избытке инсулина
ворганизме, при повышенном расходе глюкозы во время мышеч ной работы.
Дефицит инсулина вызывает тяжелое заболевание – сахар ный диабет (мочеизнурение), характеризующийся гиперглике мией. В организме при этом нарушается утилизация в клетках глюкозы, резко повышается концентрация глюкозы в крови и
вмоче, что сопровождается значительными потерями воды с мо чой (до 12–15 л в сутки), соответственно сильной жаждой и боль шим потреблением воды. Возникает мышечная слабость, падение веса. Потерю углеводных источников энергии организм компен сирует распадом жиров и белков. В результате их неполной пере работки в крови накапливаются ядовитые вещества, кетоновые тела и возникает сдвиг рН крови в кислую сторону (ацидоз). Это приводит к диабетической коме с потерей сознания и угрозой смерти.
190
15.2.7. Функции половых желез
К п о л о в ы м ж е л е з а м ( г о н а д а м ) относят семенники в мужском организме и яичники в женском организме. Эти же
лезы выполняют двоякую функцию: формируют половые клетки и выделяют в кровь половые гормоны. Как в мужском, так и в женском организме вырабатываются и мужские половые гормоны (андрогены), и женские половые гормоны (эстрогены), которые отличаются по их количеству. Их выработка и актив ность регулируются гонадотропными гормонами гипофиза. По хи мической структуре они являются стероидами (производными холестерина), продуцируются из общего предшественника. Эстро гены образуются путем преобразования из тестостерона.
Мужской половой гормон тестостерон вырабатывается спе циальными клетками в области извитых канальцев семенников. Другая часть клеток обеспечивает созревание сперматозоидов
ивместе с тем продуцирует эстрогены. Гормон тестостерон начи нает действовать еще в стадии внутриутробного развития, фор мируя организм по мужскому типу. Он обеспечивает развитие пер вичных и вторичных половых признаков мужского организма, регулирует процессы сперматогенеза, протекание половых актов, формирует характерное половое поведение, особенности строе ния и состава тела, психические особенности. Тестостерон обла дает сильным анаболическим действием – он стимулирует син тез белков, способствуя гипертрофии мышечной ткани.
Выработка женских половых гормонов (эстрогенов) осу ществляется в яичниках клетками фолликулов. Основным гор моном этих клеток является эстрадиол. В яичниках также вы рабатываются мужские половые гормоны – андрогены. Эстрогены регулируют процессы формирования женского организма, разви тие первичных и вторичных половых признаков женского орга низма, рост матки и молочных желез, становление цикличности половых функций, протекание родового акта. Эстрогены облада ют анаболическим действием в организме, но в меньшей степени, чем андрогены. Кроме гормонов эстрогенов, в женском организ ме вырабатывается гормон прогестерон. Этой функцией обла дают клетки желтого тела, которое после овуляции становится особой железой внутренней секреции. Секреция эстрогенов
ипрогестерона находится под контролем полового центра гипо таламуса и гонадотропного гормона гипофиза, которые форми руют периодичность овариально менструального цикла (ОМЦ)
191
длительностью, в среднем, около 28 дней на протяжении всего детородного периода жизни женщины (примерно с 12–15 лет до 45–55 лет).
Овариально менструальный цикл состоит из пяти фаз:
–менструальная (примерно 1–3 день) – отторжение неопло дотворенной яйцеклетки с частью маточного эпителия и крово течением (менструацией);
–постменструальная (4–12 день) – созревание очередного фолликула с яйцеклеткой и усиленное выделение эстрогенов;
–овуляторная (13–14 день) – разрыв фолликула и выход яйцеклетки в маточные трубы;
–постовуляторная (15–25 день) – образование из лопнув шего фолликула желтого тела и продуцирование гормона проге стерона, необходимого для внедрения оплодотворенной яйце клетки в стенку матки и нормального протекания беременности;
–предменструальная (26–28 день) – разрушение желтого тела (при отсутствии оплодотворения), снижение секреции эст рогенов и прогестерона, ухудшение самочувствия и работоспо собности.
15.3.ИЗМЕНЕНИЯ ЭНДОКРИННЫХ ФУНКЦИЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СОСТОЯНИЯХ
При чрезвычайных физических и психических раздражениях (перегревание, переохлаждение, боль, страх, тяжелые психиче ские переживания, непомерная физическая нагрузка и др.) у чело века возникает состояние напряжения – стресс. При этом в организме развертываются как специфические реакции защиты от действующего фактора, так и неспецифические приспособи тельные реакции. Комплекс защитных неспецифических реак ций организма на неблагоприятные влияния среды был назван канадским ученым Г. Селье (1960) общим адаптационным син дромом. Это стандартные реакции, которые возникают при лю бых раздражителях, связаны с эндокринными изменениями
ипротекают в следующие три стадии.
•Стадия тревоги проявляется дискоординацией различных
функций организма, подавлением функций щитовидной и половых желез, в результате чего нарушаются анаболические процессы синтеза белков и РНК; отмечается снижение иммун ных свойств организма – уменьшаются активность вилочковой
192
железы и количество лимфоцитов в крови; возможно появление язв желудка и 12 перстной кишки; организмом включаются сроч ные защитные реакции быстрого рефлекторного выброса в кровь гормона надпочечников адреналина, что позволяет резко повы сить деятельность сердечной и дыхательной систем, начать моби лизацию углеводных и жировых источников энергии; характерен также излишне высокий уровень энерготрат при низкой умствен ной и физической работоспособности.
•Стадия резистентности, т.е повышенной устойчивости организма, характеризуется возрастанием секреции гормонов кор кового слоя надпочечников – кортикоидов, что способствует нор мализации белкового обмена (активации синтеза белков в тка нях); повышается содержание в крови углеводных источников энергии; возникает преобладание концентрации в крови норадре налина над адреналином – это обеспечивает оптимизацию веге тативных изменений и экономизацию энерготрат; повышается тка невая устойчивость к действию на организм неблагоприятных факторов среды; возрастает работоспособность.
•Стадия истощения возникает при чрезмерно сильных
идлительных раздражениях; функциональные резервы организ ма исчерпываются; происходит истощение гормональных и энер гетических ресурсов (содержание катехоламинов в надпочечни ках снижается до 10–15% от исходного уровня); уменьшается максимальное и пульсовое артериальное давление крови; падает сопротивляемость организма повреждающим воздействиям; невозможность дальнейшей борьбы с вредными влияниями мо жет приводить к смертельному исходу.
Стрессовые реакции – это нормальные приспособитель ные реакции организма к действию сильных неблагоприятных раздражителей – стрессоров. Действие стрессоров воспринима ется различными рецепторами тела и через кору больших полу шарий передается на гипоталамус, где включаются нервные и ней рогуморальные механизмы адаптации. При этом происходит
вовлечение двух основных систем активации всех метаболи ческих и функциональных процессов в организме.
•Осуществляется активация так называемой симпато адре наловой системы. По симпатическим волокнам к мозговому слою надпочечников поступают рефлекторные влияния, вы зывающие срочный выброс в кровь адаптивного гормона адре налина.
193
• Действие адреналина на ядра гипоталамуса стимулирует активность гипоталамо гипофизарно надпочечниковой систе мы. Образуемые в гипоталамусе облегчающие вещества – либе рины – с током крови передаются в переднюю долю гипофиза и уже через 2–2,5 мин усиливают секрецию кортикотропина (АКТГ), который, в свою очередь, уже через 10 мин вызывает увеличенный выброс гормонов коркового слоя надпочечников – глюкокортико идов и альдостерона. Вместе с повышенной секрецией соматотроп ного гормона и норадреналина эти гормональные изменения обус ловливают мобилизацию энергетических ресурсов организма, активацию обменных процессов и повышение тканевой сопро тивляемости.
Выполнение кратковременной и малоинтенсивной мышеч ной работы (как показали исследования работающего человека или экспериментальных животных) не вызывают заметных изменений содержания гормонов в плазме крови и в моче. Значительные мышечные нагрузки (превышающие 50–70% от максимального потребления кислорода) вызывают состояние напряжения в организме и повышенную секрецию соматотроп ного гормона, кортикотропина, вазопрессина, глюкокортикои дов, альдостерона, адреналина, норадреналина и паратгормона. Реакции эндокринной системы меняются в зависимости от осо бенностей спортивных упражнений. В каждом отдельном слу чае создается сложная специфическая система гормональных взаимоотношений с какими либо ведущими гормонами. Их регулирующее влияние на метаболические и энергетические процессы осуществляется вместе с другими биологически ак тивными веществами (эндорфины, простагландины) и зави сит от состояния связывающих гормоны рецепторов клеток
мишеней.
Сувеличением тяжести работы, повышением ее мощности
инапряженности (особенно в соревнованиях) происходит повы шение секреции адреналина, норадреналина и кортикоидов. Од нако гормональные реакции у нетренированных лиц и квали фицированных спортсменов заметно различаются. У людей, не подготовленных к физическим нагрузкам, происходит быстрый
иочень большой выброс в кровь этих гормонов (запасы которых невелики), и вскоре наступает их истощение, ограничивающее ра ботоспособность. У тренированных спортсменов функ циональные резервы надпочечников существенно увеличены.
194
Секреция катехоламинов не является чрезмерной, она более рав номерна и намного более длительна.
Активация симпато адреналовой системы увеличивается еще в предстартовом состоянии, особенно у более слабых, тре вожных и неуверенных в своих силах спортсменов, выступления которых в соревнованиях оказываются неуспешными. У них
вбольшей мере нарастает секреция адреналина – «гормона тре воги». У высококвалифицированных и уверенных в себе спорт сменов с большим стажем активация симпато адреналовой сис темы оптимизируется и наблюдается преобладание норадреналина – «гормона гомеостаза». Под его влиянием развертываются функ ции дыхательной и сердечно сосудистой систем, усиливается доставка кислорода тканям и стимулируются окислительные процессы, повышаются аэробные возможности организма.
Увеличение выработки адреналина и норадреналина у спорт сменов в условиях напряженной соревновательной деятельности сопряжено с состоянием эмоционального стресса. При этом сек реция адреналина и норадреналина может быть увеличена
в5–6 раз по сравнению с исходным фоном в дни отдыха от на грузок. Описаны отдельные случаи нарастания выделения адре налина в 25 раз, а норадреналина в 17 раз от исходного уровня при марафонском беге и лыжных гонках на 50 км.
Активизация гипоталамо гипофизарно надпочечниковой системы зависит от вида спорта, состояния тренированности
иквалификации спортсмена. В циклических видах спорта по давление активности этой системы в предстартовом состоянии
иво время соревнований коррелирует с низкой работоспособно стью. Наиболее успешно выступают спортсмены, в организме которых секреция кортикоидов увеличивается в 2–4 раза по срав нению с исходным фоном. Особенное увеличение выхода кортикоидов и кортикотропина отмечается при выполнении фи зических нагрузок большого объема и интенсивности.
Успортсменов скоростно силовых видов спорта (например, у десятиборцев в легкой атлетике) активность гипоталамо гипо физарно надпочечниковой системы в предстартовом состоянии снижена (эффект экономизации расхода гормонов), но во время соревнований увеличена в 5–8 раз.
В возрастном плане отмечена повышенная фоновая и рабо чая секреция кортикоидов и соматотропного гормона у спортсме нов подростков, особенно у акселератов. У взрослых спортсме
195
нов их секреция увеличивается с ростом спортивного мастерства, что тесно коррелирует с успешностью выступлений на соревнова ниях. При этом отмечено, что в результате адаптации к систе матическим физическим нагрузкам одно и то же количество гормонов быстрее совершает свой кругооборот в организме квалифицированных спортсменов, чем у людей, не занимающих ся физическими упражнениями и не адаптированных к таким нагрузкам. Гормоны быстрее образуются и секретируются желе зами, успешнее проникают в клетки мишени и стимулируют обменные процессы, быстрее проходят метаболические превра щения в печени, а продукты их распада срочно выводятся поч ками. Таким образом, при одних и тех же стандартных нагруз ках у опытных спортсменов секреция кортикоидов протекает наиболее экономно, но при выполнении предельных нагрузок их выделение значительно превышает уровень у нетренирован ных лиц.
Глюкокортикоиды усиливают приспособительные реакции в организме, стимулируя глюконеогенез и восполняя затраты энергоресурсов в организме. Увеличение секреции альдостеро на при мышечной работе позволяет компенсировать потери на трия с потом и вывести накопившиеся излишки калия.
Активность щитовидной железы и половых желез у боль шей части спортсменов (за исключением наиболее подготовлен ных) изменяется незначительно. Усиление продукции инсулина и тиреоидных гормонов особенно велико после окончания ра боты для пополнения затрат энергоресурсов в организме. Адек ватные физические нагрузки являются важным стимулятором развития и функционирования половых желез. Однако большие нагрузки, особенно у юных спортсменов, подавляют их гормо нальную активность. В организме женщин спортсменок большие объемы физических нагрузок могут нарушать протекание овари ально менструального цикла. В организме мужчин андрогены стимулируют нарастание мышечной массы и силы скелетных мышц. Размеры вилочковой железы у тренирующихся спортсме нов уменьшаются, но активность ее не снижается.
Развитие утомления сопровождается снижением выра ботки гормонов, а состояния переутомления и перетренирован ности – расстройством эндокринных функций. Вместе с тем ока залось, что высококвалифицированные спортсмены обладают особенно развитыми возможностями произвольной саморегуля ции функций в работающем органе. При волевом преодолении
196
утомления у них отмечено возобновление роста секреции адаптив ных гормонов и новая активация метаболических процессов в организме. Следует также иметь в виду, что предельные нагрузки не только уменьшают выделение гормонов, но и нарушают про цесс их связывания рецепторами клеток мишеней (например, нарушается связывание глюкокортикоидов в миокарде и гормон теряет активирующее действие на работу сердечной мышцы).
Активность эндокринных желез находится также под контро лем деятельности эпифиза и подчиняется суточным колебаниям.
Перестройка суточных биоритмов гормональной активно сти у человека при дальних перелетах, пересечении многих вре менных поясов занимает около двух недель.
197
Часть II СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
С п о р т и в н а я ф и з и о л о г и я является как учебной, так и научной дисциплиной. Ее изучение осуществляется во всех высших и средних физкультурных учебных заведениях, на фа культетах физического воспитания педагогических вузов, а так же на отдельных кафедрах государственных университетов и медицинских вузов. В преподавании предмета, практической де ятельности тренеров, физиологов и спортивных врачей исполь зуются материалы, полученные при выполнении научно иссле довательских работ, которые проводятся в соответствующих НИИ, лабораториях и на кафедрах.
РАЗДЕЛ I
ОБЩАЯ СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Спортивная физиология включает в себя два относительно самостоятельных и вместе с тем связанных между собой разде ла. Содержанием первого – общей спортивной физиологии –
являются физиологические основы адаптации к физическим на грузкам и резервные возможности организма, функциональные изменения и состояния организма при спортивной деятельно сти, а также физическая работоспособность спортсмена и физи ологические основы утомления и восстановления в спорте. Вто рой раздел – частная спортивная физиология – включает
всебя физиологическую классификацию физических упражне ний, механизмы и закономерности формирования и развития двигательных качеств и навыков, спортивную работоспособность
вособых условиях внешней среды, физиологические особенно сти тренировки женщин и детей разного возраста, физиологи ческие основы массовых форм оздоровительной физической культуры.
198
1. СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ — УЧЕБНАЯ И НАУЧНАЯ ДИСЦИПЛИНА
С п о р т и в н а я ф и з и о л о г и я – специальный раздел физио
логии человека, изучающий изменения функций организма и механизмы их регуляции под влиянием мышечной (спортив ной) деятельности и обосновывающий практические меро приятия по повышению ее эффективности.
1.1. СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ, ЕЕ СОДЕРЖАНИЕ И ЗАДАЧИ
Спортивная физиология по своему месту в системе подготовки специалистов по физической культуре и спорту связана с тремя группами учебных и научных дисциплин.
Первую группу составляют фундаментальные науки, на кото рых базируется спортивная физиология, она и использует их те оретические достижения, методики исследования и сведения о факторах среды, с которыми взаимодействует организм спорт смена в процессе тренировочной и соревновательной деятельно сти. К числу таких дисциплин следует отнести биологию, физио логию человека и животных, химию и физику.
Во вторую группу входят учебные и научные дисциплины, вза имодействующие со спортивной физиологией таким образом, что они взаимно обогащают или дополняют друг друга. В этом плане спортивная физиология тесно связана с анатомией, биохимией, биомеханикой, гигиеной и психологией.
Третью группу дисциплин, с которыми связана спортивная фи зиология, составляют те из них, которые используют ее научные достижения и методики исследования в своих целях. К ним от носятся теория и методика физической культуры, педагогика, спортивно педагогические дисциплины, спортивная медицина, лечебная физкультура.
Одной из важных задач спортивной физиологии является на учное обоснование, разработка и реализация мероприятий, обес печивающих достижение высоких спортивных результатов и со хранения здоровья спортсменов. Следовательно, спортивная
физиология – наука прикладная и в основном профилакти ческая, так как, исследуя и учитывая резервные возможности организма человека, она обосновывает пути и средства повыше ния работоспособности, ускорения восстановительных процессов, предупреждения переутомления, перенапряжения и патологиче
199